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銀河衝突がブラックホールの活動を停止へ―衝突の仕方で活動性が分かれること判明:東京大学/筑波大学ほか

(2021年1月26日発表)

 東京大学と筑波大学、尾道市立大学の研究グループは1月26日、銀河衝突は中心ブラックホールの活動性を活性化するだけではなく、逆に活動性の停止にも作用することが明らかになったと発表した。

 小さな銀河が大きな銀河に衝突してブラックホール周辺の物質を剥ぎ取ってしまうことで、ブラックホールの活動が停止される場合もあることがスーパーコンピューターを駆使した解析で明らかになったという。

 銀河中心に存在する巨大なブラックホールの多くはひっそりと休眠し、ごく一部のブラックホールは激しく活動している。この活動性の違いは何に由来しているのか?

 銀河の衝突が、銀河を構成している物質(トーラス状ガス)を中心部に落下させ、ブラックホール活動を点火・活性化させることは従来から考えられてきたが、活動性を終了させる機構については定説がなく、謎とされてきた。

 研究グループは、銀河衝突が場合によってはブラックホール活動の停止機構としても働くのではないかと考え、スーパーコンピューターを使って仮設の検証を試みた。

 銀河衝突により、中心ブラックホールへのガス供給が取り去られてしまえば、中心ブラックホールはガス欠状態に陥り、活動停止に追い込まれるはず。

 検証の結果、衝突してくる銀河の状態によって、中心ブラックホールのガスが剥ぎ取られることが判明した。

 中心ブラックホールの運命を左右するのは衝突してくる銀河(衛星銀河)の軌道で、銀河の中心領域に突入するとブラックホール周辺のガスは持ち去られ、活動性は停止、銀河の中心を離れて衝突すると活動は活性化されると考えられるという。

 銀河衝突による銀河中心ブラックホール活動の停止頻度を見積もったところ、銀河の中心領域に強い影響を与えられる銀河衝突の頻度は1億年に1回程度であったと推定された。この結果は大質量ブラックホールが明るく輝いている期間が1億年程度であるという事実とよく符合しているという。

 今回の研究成果は、ブラックホールと銀河の相互の進化を解明するマイルストーンになることが期待されるとしている。